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真空觸頭機(jī)構(gòu)連入換流回路的阻抗是影響換流效率的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)表明，混合型中壓直流真空斷路器可以成功滿足艦船中壓直流電力系統(tǒng)負(fù)荷和保護(hù)分?jǐn)嗟囊蟆９饪卣婵諗嗦菲髂K應(yīng)用于多斷口真空斷路器對(duì)電源可靠性和低功耗提出了更高的要求，為此進(jìn)行了光控真空斷路器模塊低功耗自具電源模塊設(shè)計(jì)。分析了自具電源的工作原理，優(yōu)化設(shè)計(jì)了其取電電磁感應(yīng)線圈(取電CT)的結(jié)構(gòu)。電容器充電模塊從電路結(jié)構(gòu)，器件選型，轉(zhuǎn)變工作方式等降低其工作時(shí)損耗。建立了永磁機(jī)構(gòu)操動(dòng)電容充放電特性模型，分析得到低損耗的 間歇控制策略。進(jìn)行了智能控制器低功耗設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在線低功耗控制策略和離線休眠工作方式。 通過試驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化后的取電CT工作范圍在200A~3000A，滿足在線自具電源模塊工作，整體自具電源正常工作時(shí)損耗做到了300mW，滿足電網(wǎng)停電3周，自具電源系統(tǒng)仍能驅(qū)動(dòng)光控真空斷路器動(dòng)作。設(shè)計(jì)的自具電源滿足系統(tǒng)對(duì)斷路器的可靠性和智能性的要求。引言真空斷路器應(yīng)用真空作為滅弧及絕緣介質(zhì)，熄弧能力強(qiáng)、體積小、重量輕，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，不污染環(huán)境，因此廣泛應(yīng)用于中壓領(lǐng)域。但由于真空擊穿電壓與間隙長(zhǎng)度間的飽和效應(yīng)，單斷口真空開關(guān)無(wú)法應(yīng)用于更高電壓等級(jí)，多斷口真空開關(guān)可以彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。已經(jīng)對(duì)多斷口真空斷路器的動(dòng)、靜態(tài)絕緣特性及動(dòng)態(tài)均壓?jiǎn)栴}研究多年，參文通過引入“擊穿弱點(diǎn)”概避雷器，熔斷器，穿墻套管，絕緣子，電流互感器，高壓電力計(jì)量箱等一系列高低壓電氣產(chǎn)品暢銷全國(guó)各地我們以“科技興業(yè)，質(zhì)量創(chuàng)牌，誠(chéng)經(jīng)營(yíng)，優(yōu)良服務(wù)”的企業(yè)宗旨；一直致力于追求卓越的民族電氣工業(yè)，為廣大新老用戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和良好的服務(wù)而不懈努力，您的滿意始終是我們追求的目標(biāo)，真誠(chéng)歡迎新老朋友惠顧，共創(chuàng)美好未來(lái)。念和概率統(tǒng)計(jì)方法建立了雙斷口及多斷口真空開關(guān)的靜態(tài)擊穿統(tǒng)計(jì)分布模型，得出三斷口真空滅弧室的擊穿概率比單斷口真空滅弧室更低，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證。參文分析并驗(yàn)證了均壓電容對(duì)多斷口真空斷路器靜動(dòng)態(tài)均壓效果。參文分析了雙斷口真空開關(guān)開斷機(jī)理與關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的多斷口真空開關(guān)采用的是傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，整個(gè)操動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)節(jié)多.累計(jì)運(yùn)動(dòng)公差大而且響應(yīng)緩慢，可控性差，效率低，各斷口的動(dòng)作同期性較差，不能滿足多斷口真空斷路器的同期性和可靠性的要求。參文提出了基于模塊化串聯(lián)技術(shù)構(gòu)成的多斷口真空斷路器實(shí)現(xiàn)策略：采用永磁機(jī)構(gòu)操動(dòng)，光纖隔離控制，模塊高電位操動(dòng)，分散性小，可靠性高，體積小，易于串并聯(lián)。傳統(tǒng)的簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)采用220V交流電控制電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)脫扣。永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源主要有站內(nèi)直流電源、電容器組、蓄電池或者鋰電池，來(lái)對(duì)合、分閘線圈放電[10]，但這些電源設(shè)計(jì)都是低電位電源供電，終電源都是220V市電供電，基于光控真空斷路器模塊處于高電位，自具電源模塊采用高壓母線電流取電，解決了高電位供電問題。光控真空斷路器模塊采用電流取電與蓄電池儲(chǔ)存電能聯(lián)合為整套控制系統(tǒng)浮地供電，由于電流取電磁性元件的非線性限制了取電工作范圍和取電功率，所以需要對(duì)光控真空斷路器模塊低功耗自具電源模塊進(jìn)行研究，滿足在線充電和離線長(zhǎng)時(shí)間維持供電的要求。本文對(duì)電源模塊的電磁感應(yīng)線圈部分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲取更寬的工作范圍和輸出功率。

使用分體式真空斷路器也存在一定的不利因素。  要是在操作的過程中采取電磁式操作機(jī)構(gòu)的真空斷路器的話會(huì)導(dǎo)致真空度降低的速度增加，因?yàn)椴?br /> 作連桿的傳動(dòng)距離通常都會(huì)很大，從而給開關(guān)的同期、跳、超行程等機(jī)械特性帶來(lái)不利的影響。三、處理方法  1、一般情況的處理  在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)之下超出了規(guī)定范圍值時(shí)往往會(huì)造成斷路器的拒合據(jù)分，此時(shí)務(wù)必要換上合格零件；斷路器誤分的時(shí)候，不僅僅要封堵漏雨點(diǎn)，在輸出拐臂聯(lián)桿上安裝密封膠套，還要在開啟機(jī)構(gòu)箱里面安裝上的加熱驅(qū)潮裝置以做好防范工作；斷路器直流電阻增大的時(shí)候要調(diào)整滅弧室觸頭開距和
超行程在必要的時(shí)候采取更換滅弧室；斷路器合閘跳時(shí)間增大的時(shí)候要檢查觸頭簧、拐臂、軸銷間隙以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，做好及時(shí)的調(diào)整和更換；當(dāng)斷路器滅弧室斷開的時(shí)候要對(duì)沒有達(dá)到真空度要求值的真空滅弧室進(jìn)行處理  2、在斷路器真空泡真空度降低的時(shí)候的處理方法和措施  在斷路器停電檢修時(shí)務(wù)必對(duì)斷路器進(jìn)行真空度測(cè)試，只有真空泡的真空度滿足說明書的規(guī)定才可。  處理方法：  1)在斷路
器停電檢修時(shí)務(wù)必對(duì)斷路器進(jìn)行真空度測(cè)試，只有真空泡的真空度滿足說明書的規(guī)定才可；2)當(dāng)真空度受到不利因素的影響出現(xiàn)下降的時(shí)候要及時(shí)的用新的合格的真空泡進(jìn)行更換，與此同時(shí)及時(shí)的對(duì)行程、同期、跳等進(jìn)行試驗(yàn)；3)分析統(tǒng)計(jì)極限開斷電流值。在通常的運(yùn)行狀態(tài)下要針對(duì)真空斷路器的開斷操作和短路開斷狀況做好實(shí)時(shí)的記錄以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。  措施：  1)當(dāng)前真空斷路器型號(hào)多種多樣，生
產(chǎn)的質(zhì)量也有好有壞，一些的真空斷路器裝備不完備常常增加了維護(hù)與檢修的困難。由于這些原因，在采購(gòu)真空斷路器的時(shí)候務(wù)必要看準(zhǔn)真空短路器的型號(hào)，購(gòu)買主流廠家的產(chǎn)品；  2)選用本體與操作機(jī)構(gòu)一體的真空斷路器；  3)運(yùn)行人員務(wù)必要嚴(yán)格的真空斷路器的工作狀況，特別要將注意點(diǎn)放在斷路器真空泡外部上，看它是不是出現(xiàn)放電；另外還要注意檢查玻璃外殼真空泡，仔細(xì)觀看它的內(nèi)部表面和開斷電流時(shí)弧光的顏色
變化情況，通常情況下該外殼真空泡內(nèi)部表面顏色不再明亮或者是開斷電流時(shí)弧光的顏色變化為暗紅色時(shí)常常表明了該真空泡的真空度已經(jīng)下降，務(wù)必要及時(shí)的斷開電源進(jìn)行更換；  4)在停電檢修的過程中要注意斷路器的特性測(cè)試，這樣才能保證斷路器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；  5)對(duì)滅弧室進(jìn)行42kv的工頻耐壓試驗(yàn)是檢測(cè)滅弧室合理有效的方法。基于屏蔽罩電位測(cè)量真空度的方法，是真空斷路器真空度在線檢測(cè)方法中的一個(gè)主要研
究方向。但是，目前還沒有一個(gè)基于本方法的實(shí)用高真空度測(cè)量系統(tǒng)。為了進(jìn)一步探究斷路器屏蔽罩電位與真空度間的關(guān)系，本文借助于由克-莫方程建立的相對(duì)介電常數(shù)-壓強(qiáng)間的關(guān)系，通過有限元分析工具對(duì)不同壓強(qiáng)下的真空斷路器進(jìn)行二維電場(chǎng)分析。

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  本文在研究時(shí)采用的光伏發(fā)電系統(tǒng)等效框圖如圖1 所示。其中太陽(yáng)能電池板用于將太陽(yáng)輻射的能量轉(zhuǎn)化為直流電勢(shì)，其具體參數(shù)及非線性特性等由生產(chǎn)商提供。直流電勢(shì)須經(jīng)由DC/DC升壓模塊以
及DC/AC 逆變器轉(zhuǎn)換為合適的交流電力輸送給電氣網(wǎng)絡(luò)。圖中的LC 濾波器主要作用是用于限制逆變器得到的交流電中的諧波失真等非線性干擾。  真空斷路器利用真空作為滅弧介質(zhì)以及滅弧后觸頭間的絕緣介質(zhì)，得益于其高真空環(huán)境，觸頭間的介電常數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的十倍以上，因此其電流截?cái)嗄芰σ策h(yuǎn)強(qiáng)于普通斷路器。然而正因其較強(qiáng)的電流截?cái)嗄芰Γ婵諗嗦菲髟诓僮鲿r(shí)易產(chǎn)生較高的過電壓，當(dāng)電路中存在電機(jī)、變壓器、
電抗器等高電感元件時(shí)，容易在這些元件兩端形成瞬態(tài)高壓，損壞電路。隨著城市化進(jìn)程的加速，大型生活小區(qū)的形成以及工業(yè)生產(chǎn)的集團(tuán)化和規(guī)模化，為提高供電質(zhì)量，減少線路損耗，需要高壓送電直接進(jìn)入市區(qū)的負(fù)荷中心，因而要求大量使用占地面積小、可靠的高壓開關(guān)———真空開關(guān)。  真空開關(guān)是一種以氣體分子極為稀少，絕緣強(qiáng)度很高的真空空間為熄弧介質(zhì)的新型開關(guān)。其觸頭是在密封的真空滅弧室內(nèi)分、合電路的，切斷電
流時(shí)，僅有金屬蒸汽離子形成的電弧，而無(wú)氣體的碰撞游離，因金屬蒸汽離子的擴(kuò)散及再?gòu)?fù)合過程非常迅速，從而能快速滅弧和恢復(fù)原來(lái)的真空度，可承受多次分、合閘而不降低開斷能力，并且不產(chǎn)生高壓氣體及有毒氣體。因此具有：①體積小，重量輕；②動(dòng)作快，開斷容量大；③適合頻繁操作;④無(wú)火災(zāi)及危險(xiǎn)，不污染環(huán)境；⑤壽命長(zhǎng)，維修工作量少等優(yōu)點(diǎn)。  真空開關(guān)的工藝水平適合我國(guó)企業(yè)的制造現(xiàn)狀，價(jià)格相對(duì)較低，非常適合我國(guó)
的國(guó)情，因此得到了普遍的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前在10kV 級(jí)斷路器中，真空開關(guān)占到80%以上。在35kV 級(jí)，近幾年也占到40%以上。但是，由于真空開關(guān)依賴真空實(shí)現(xiàn)快速滅弧開斷，在檢測(cè)中也較多出現(xiàn)真空滅弧室漏氣、機(jī)械特性失調(diào)、溫升過高等不合格現(xiàn)象，因此在應(yīng)用真空開關(guān)時(shí)必須處理好這幾個(gè)關(guān)鍵問題。1、真空室漏氣  真空滅弧室是真空開關(guān)的核心部件， 它是采用玻璃或陶瓷作支撐及密封，內(nèi)部有
動(dòng)、靜觸頭和屏蔽罩，室內(nèi)有負(fù)壓，

)嚴(yán)格進(jìn)行交接驗(yàn)收。真空開關(guān)出廠前
已做過試驗(yàn)，但在運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢后，必須進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的復(fù)核。以防止設(shè)備在運(yùn)輸中的變化，特別是操動(dòng)機(jī)構(gòu)與真空開關(guān)連接后的問題。主要復(fù)測(cè)的參數(shù)有：合閘跳，分閘同期，開距，超程，合、分閘速度，合、分閘時(shí)間，直流接觸電阻，斷口絕緣水平。  (2)重視緩沖特性的調(diào)整。操動(dòng)機(jī)構(gòu)在高壓真空開關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)中是為復(fù)雜、精度要求高的部分，為了保證高壓真空開關(guān)的可靠性，一般采取分裝式結(jié)構(gòu)，即將操動(dòng)機(jī)構(gòu)與開關(guān)主
體二者分開，由生產(chǎn)條件比較好的工廠集中生產(chǎn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，然后再將機(jī)構(gòu)的輸出軸與開關(guān)合而為一，所以機(jī)械參數(shù)的合理配置與調(diào)整，直接關(guān)系到高壓真空開關(guān)的技術(shù)性能和機(jī)械壽命。滿意的緩沖特性應(yīng)該是運(yùn)動(dòng)部件接觸緩沖瞬間，緩沖器提供較小的反力，隨著緩沖距離的增加，緩沖特性迅速變陡，大可能地吸離能量，達(dá)到限制分閘反和分閘行程的目的。  (3)嚴(yán)格控制真空開關(guān)的合、分閘速度。真空開關(guān)的合閘速度過低時(shí)，會(huì)由
于預(yù)擊穿時(shí)間加長(zhǎng)，而增大觸頭的磨損量。又由于真空開關(guān)滅弧室一般采用銅焊工藝，并且經(jīng)高溫下去氣處理，所以它的機(jī)械強(qiáng)度不高，耐振性差。如果開關(guān)合閘速度過高會(huì)造成較大的振動(dòng)，還會(huì)對(duì)波紋管產(chǎn)生較大沖擊，降低波紋管壽命。通常真空開關(guān)的合閘速度為0.6～2m/s，對(duì)一定結(jié)構(gòu)的真空開關(guān)有著佳合閘速度。真空開關(guān)斷路時(shí)的燃弧時(shí)間短，其大燃弧時(shí)間不超過1.5 個(gè)工頻半波，因此，需要嚴(yán)格控制開關(guān)的分閘速度。此外，要
求真空開關(guān)的分閘緩沖器與合閘緩沖器有較好的特性，盡量減輕分閘或合閘時(shí)的沖擊力，以保護(hù)真空滅弧室的使用壽命。3、溫升  高壓真空開關(guān)的回路電阻是影響溫升的主要原因，而滅弧室的回路電阻通常要占高壓真空開關(guān)回路電阻的50%以上。觸頭間的接觸電阻是真空滅弧室回路電阻的主要組成部分，因?yàn)橛|頭系統(tǒng)密封于真空滅弧室內(nèi)，觸頭與外殼之間的真空形成了熱絕緣，所以觸頭和導(dǎo)電桿上的熱量只能通過動(dòng)、靜導(dǎo)電桿
向外部傳導(dǎo)散熱。真空滅弧室靜端直接與靜支架相連，動(dòng)端則通過導(dǎo)電夾、軟連接與動(dòng)支架相連。因動(dòng)端連接環(huán)節(jié)較多，導(dǎo)熱路徑較長(zhǎng)，所以高壓真空開關(guān)溫升的高點(diǎn)多集中于動(dòng)導(dǎo)電桿與導(dǎo)電夾搭接部位。在實(shí)際應(yīng)用中，有效的利用靜端有利于散熱的元件，迫使觸頭間隙熱量較多的從靜端導(dǎo)出，分流動(dòng)端的熱量，是解決高壓真空開關(guān)溫升偏高的有效措施。4、結(jié)論  真空開關(guān)優(yōu)越的技術(shù)應(yīng)用特性，得到了廣大用戶的普遍認(rèn)可，隨
著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)增長(zhǎng)，今后將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

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